digitalisierung im tagesgeschäft kleiner und mittlerer betriebe · 2016-06-03 · und prozesse in...
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INSTITUT FÜR INFORMATIONSMANAGEMENT IM INGENIEURWESEN (IMI)
www.kit.edu KIT – Universität des Landes Baden-Württemberg und
nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft
Digitalisierung im Tagesgeschäft kleiner und mittlerer Betriebe
Heute machbares für das Unternehmen in der Zukunft
Jivka Ovtcharova
4. Landeskongress der Offensive Mittelstand BW und der Offensive Gutes Bauen BW, 9. Oktober 2015, Stuttgart
2 Jivka Ovtcharova
Bilder: Lifecycle Engineering Solutions Center
Inhalt
Wofür steht die Digitalisierung?
Warum die Digitalisierung alles verändert?
Wo liegen Potentiale für den Mittelstand?
Wie sieht es bei der Umsetzung aus?
Was ist schon heute machbar?
3 Jivka Ovtcharova
Reale Welt
Analog vs. Digital
Analog Digital
Überführung veränderlicher Spannungen (analoger Größen) in diskrete
(abgestufte) Zahlenwerte.
Video: AddOhms
Aufzeichnen Aufzeichnen
4 Jivka Ovtcharova
Analog Digital
Datenverarbeitung und Abbildung von Entscheidungs- und
Handlungsabfolgen (Algorithmisieren).
Virtuelle Welt
Reale Welt
Digital ist mehr
Video: AddOhms
Algorithmisieren
Verarbeiten
Aufzeichnen Aufzeichnen
5 Jivka Ovtcharova
Digital wird normal
Video: Big Data: Die digitalisierte Erde - Doku
Digitale Daten können alles sein. Die Digitalisierung erlaubt in Prozesse
einzugreifen, Daten sichtbar machen, auswerten und kommunizieren.
6 Jivka Ovtcharova
Veränderung der Vorstellung von Realität im Raum und Zeit. Materielle
und immaterielle Welten verschmelzen.
Keine Grenze zwischen Online- und Offline-Sein
MERKMAL BEDEUTUNG
Universalität Generierung, Bearbeitung, Verteilung und
Wiedergabe von Daten in elektronischer Form
Verfügbarkeit Erreichbarkeit in unterschiedlicher Formate
und Datenträger von überall
Verwendbarkeit Mehrfache und mehrseitige Datennutzung,
geringer Platzbedarf
Übertragbarkeit Automatische und schnelle Verarbeitung,
geringe Übertragungsfehler
Intelligenz Schnelle Durchsuchung, Auswertung, Analyse
und Lernfähigkeit
Quelle: Lifecycle Engineering Solutions Center
7 Jivka Ovtcharova
Bilder: Lifecycle Engineering Solutions Center
Inhalt
Wofür steht die Digitalisierung?
Warum die Digitalisierung alles verändert?
Wo liegen Potentiale für den Mittelstand?
Wie sieht es bei der Umsetzung aus?
Was ist schon heute machbar?
8 Jivka Ovtcharova
Analog Digital
Der Menschheit war es im Jahr 2002 zum ersten Mal möglich, mehr
Information digital als analog zu speichern.
Digitales Zeitalter
Graphik: M. Hilbert, P. Lopez, Sciencexpress, 2011
94 % digital
3 % digital
9 Jivka Ovtcharova
Beschleunigung des digitalen Wandels
Wegfall des Ortsprinzips im Markt, neuartige Geschäftsmodelle, modulare
Wertschöpfungsketten, neue Wettbewerber durch Vernetzung.
Bild: M. Linse, KPCB, July 2015
10 Jivka Ovtcharova
PayPal-, Tesla-, SpaceX-Gründer Elon Musk
Digitalisiert Euch!
Apple Mitbegründer Steve Jobs
Quelle: Google Finance. Market caps as of 7/2/2015
11 Jivka Ovtcharova
„Bestell´ dir ein Fahrzeug über dein Handy! Uber vermittelt dir auf
Knopfdruck einen Fahrer. Verwende unsere App in Städten auf der
ganzen Welt.“
„Shared Economy“
Quelle: M. Linse, KPCB, July 2015
12 Jivka Ovtcharova
„Smart Factory“
“Business models change in new technology landscape. Direct customer
interaction. No “outsourcing” of digitalization. Rapid improvement, low-cost
experimentation.”
Quelle: M. Linse, KPCB, July 2015
13 Jivka Ovtcharova
Bei der Digitalisierung will keiner knausern
Landespolitik entdeckt die Industrie 4.0 Von Reiner Ruf 15. Juli 2015 - 10:00 Uhr
Bei der Digitalisierung will keiner knausern
14 Jivka Ovtcharova
Digitaler Wandel
Staatsministerium Baden-Württemberg
DIGITALISIERUNG
Kongress „Digitaler Wandel“ Wir befinden uns mitten in der digitalen Revolution. Diese verändert die Art und Weise, wie wir produzieren,
konsumieren, arbeiten und leben grundlegend. Für Baden-Württemberg bietet die Digitalisierung große
Chancen. Diese Chancen wollen wir konsequent nutzen. Dafür soll auch der Kongress
„DIGITALER_WANDEL – Baden-Württemberg 4.0 > Heimat, Hightech, Highspeed“ am 17. Juli 2015 in
Karlsruhe wichtige Impulse geben.
15 Jivka Ovtcharova
Ende 18. Jahrhundert Beginn 20. Jahrhundert Beginn 70er-Jahre Heute
Inn
ovati
on
sg
rad
Zeit
Industrie 1.0
Massenproduktion
Mechanisierung
Wasser- und Dampfkraft
Industrie 2.0
Massenverteilung
Elektrifizierung &
Automotive Elektrische Energie
& Mobilität
Industrie 3.0
Weltwirtschaft
Automatisierung
Informationstechnologie
Bild: eigene Darstellung
Industrie 4.0 – der historische Schritt
Industrie 4.0
Lebensqualität
Cyberisierung
Smart Engineering
16 Jivka Ovtcharova
Thesen zu Industrie 4.0
1. Industrie 4.0 ist eine Initiative: Routenplan oder alternative
Routenpläne für eine individuelle und wettbewerbsfähige Zielsetzung.
2. Ziele unternehmensspezifisch und zeitvariant setzen: Sich an die
Innovationszyklen anpassen, die immer schneller aufeinanderfolgen.
Jede 3-5 Jahre wechseln die Wissens- und
Technologiegenerationen.
3. Gesamtbetrachtung von Anfang an: Nicht nur technische
Machbarkeit, insbesondere die wirtschaftliche und gesellschaftliche
Auswirkung und Veränderung beachten.
4. Durchquerende Umsetzung: Einleitung durch Entscheidungsträger
„top-down“, Umsetzung „bottom-up“ durch Veränderungen in den
„Keimzellen“ eines Unternehmens. Mehrwert als Treiber vor Ort.
5. Mensch-zentrierte Organisation: „Gehirn-gerechte“ Arbeitsabläufe
in dynamischen Wertschöpfungsnetzwerken, schnelle Analyse und
Optimierung. Die Digitalisierung als Tagesgeschäft wird gelebt.
17 Jivka Ovtcharova
Bilder: Lifecycle Engineering Solutions Center
Inhalt
Wofür steht die Digitalisierung?
Warum die Digitalisierung alles verändert?
Wo liegen Potentiale für den Mittelstand?
Wie sieht es bei der Umsetzung aus?
Was ist schon heute machbar?
18 Jivka Ovtcharova
Studie BDI/PwC-Mittelstandspanel 2015
Herausforderungen Nutzen
Quelle: BDI/PwC-Mittelstandspanel, 2015
19 Jivka Ovtcharova
Bilder: Lifecycle Engineering Solutions Center
Inhalt
Wofür steht die Digitalisierung?
Warum die Digitalisierung alles verändert?
Wo liegen Potentiale für den Mittelstand?
Wie sieht es bei der Umsetzung aus?
Was ist schon heute machbar?
20 Jivka Ovtcharova
Wo soll man starten
Digitale Daten
Datenanalyse
You have to recognize that you have a problem.”
(Eric Schmidt, Chairman von Google)
Bild: deutsch.istockphoto.com Bild: eigene Darstellung
21 Jivka Ovtcharova
Digitalisierung als Tagesgeschäft
1. Vollständige Datenerfassung aus verschiedenen, heterogenen und
unstrukturierten Datenquellen (auch im Sinne von Big Data)
2. Intelligente Datenaufbereitung und ganzheitliche Vernetzung für
webbasierte Anwendungen
3. Einsatz von Operational Intelligence Algorithmen für Analyse von
"unscharfen" multidimensionalen Daten (Text, Zeichnungen, 3D-
Modelle, Sensordaten)
4. Sicherung der Datenqualität mit Hilfe automatischer Data Quality
Check Tools
5. Echtzeit-Datenauswertung und -Visualisierung der Ergebnisse auch
auf mobilen Geräten
6. Entwicklung branchenübergreifender Geschäftsprozesse
7. Bildung und Training aller Beteiligten um die Digitalisierung in das
Tagesgeschäft zu integrieren
22 Jivka Ovtcharova
Bilder: Lifecycle Engineering Solutions Center
Inhalt
Wofür steht die Digitalisierung?
Warum die Digitalisierung alles verändert?
Wo liegen Potentiale für den Mittelstand?
Wie sieht es bei der Umsetzung aus?
Was ist schon heute machbar?
23 Jivka Ovtcharova
Handlungsbedarf
24 Jivka Ovtcharova
Industrie 4.0 Collaboration Lab
Motto:
„Mittelstand trifft Forschung“
Zielsetzung:
Stärkung der Wettbewerbs-
fähigkeit durch flächendeckende
Digitalisierung, Vernetzung und
echtzeitfähige Lösungen für das
Tagesgeschäft
Lösung:
Test- und Qualifikationslabor für
kleine und mittelständige
Unternehmen
Problemstellungen aus der
Praxis werden individuell
erfasst, analysiert und handfeste
Lösung aufgezeigt
Eröffnung
24. September 2014
Hannovermesse
14. April 2015
25 Jivka Ovtcharova
Lifecycle Engineering Solution Center seit 2008 Virtual Environments Lab Stereoscopic 7-channel projection
system, ART tracking system
Mixed Reality Lab
Mobile projection, ART tracking
system and haptic devices
Collaboration Lab
Foldable wall between Collaboration Lab
and Virtual Environments Lab
Content Creation Lab
Training and Development with CAx/PLM
FDIBA Lab
Spatial and technical
cooperation platform
Value Creation Lab
Demonstration and transfer of
research results
Energy Experience Lab
Mixed reality platform solutions for
energy efficiency
Tea Lab
Creativity pool
Bilder: Lifecycle Engineering Solutions Center
26 Jivka Ovtcharova
Leitsatz
Sicht auf das Ganze, in jedem Augenblick!
Quelle: Industrie 4.0 Collaboration Lab
27 Jivka Ovtcharova
Werkzeugsimulation
Anwendungsfall:
Radioaktive Kontamination
bei der Erdgas- und
Erdölförderung
Zielsetzung:
Entwicklung eines
Vibrationsverfahrens für
Dekontamination von
Rohrleitungen
unterschiedlicher Größe
Lösung:
Simulationsbasierte
Modellierung
virtuelle Prototypisierung
Echtzeitvalidierung
Qualifizierung
Quelle: Industrie 4.0 Collaboration Lab
28 Jivka Ovtcharova
Fertigungsplanung
Anwendungsfall:
Werkzeugkonfiguration und
Fertigungsplanung
Zielsetzung:
Konfiguration und Steuerung
von Werkzeugmaschinen
über eine immersive 3D-
Web-Oberfläche im Internet
Lösung:
Virtuelles Abbild („virtueller
„Zwilling“) der Maschine
Automatische Steuerung in
Echtzeit (oder manuelle
Steuerung mit einem
haptischen Gerät mit sechs
Freiheitsgrade)
Quelle: Industrie 4.0 Collaboration Lab
29 Jivka Ovtcharova
Prozessoptimierung
Anwendungsfall:
Prozessvernetzung und -
optimierung (PLM, ERP,
MES) unter Berücksichtigung
von Betriebsmittel-Abläufen
Zielsetzung:
Optimierung der
Konstruktions- und NC-
Prozesse aufgrund
technologischer Daten aus
dem Fertigungsprozess
Lösung:
Echtzeitauslesen von
Maschinendaten
Kinematische CAM-
Simulation mit realer
Werkzeugbestückung
Quelle: Industrie 4.0 Collaboration Lab
30 Jivka Ovtcharova
Betriebssimulation
Anwendungsfall:
Werkzeugkonfiguration und
Fertigungsplanung
Zielsetzung:
Validierung von großen
integrierten Produktionslinien
in Echtzeit
Lösung:
Abbildung von Semantik,
Kinematik und Aktoren der
3D-Modelle in AutomationML
Systemsteuerung über
interaktive Website direkt in
der Virtuellen Welt
Verbindung über Browser
oder mobile Geräte
Quelle: Industrie 4.0 Collaboration Lab
31 Jivka Ovtcharova
Volumenrekonstruktion
Anwendungsfall:
Skalierbare 3D-Erfassung und –
Analyse von Gegenständen,
Werkzeugen oder Komponenten
Zielsetzung:
Erzeugung exakter
Volumenmodelle in Echtzeit
Reduzierung manueller
Pflegeaufwand
Lösung:
Dynamisches 3D-Scannen mit
Hilfe kostengünstiger
Tiefenkameras
Automatische Feature
Extraktion
Zeiteffiziente Algorithmen Quelle: Industrie 4.0 Collaboration Lab
32 Jivka Ovtcharova
Ontologie-basiertes CAD-System
Anwendungsfall:
Energieeffizienz in Gebäude,
Fabrikplanung, etc.
Zielsetzung:
Interpretation von
Gebäudedaten aus CAD-
Bauzeichnungen
Semi-automatische
Instanziierung einer Ontologie
Lösung:
CAD-Datenimport (DXF, IFC)
Automatische Selektion
identischer Objekte durch
Mustererkennung
Semantische Datenspeicherung
in einer Ontologie (OWL, RDF) Quelle: Industrie 4.0 Collaboration Lab
33 Jivka Ovtcharova
Energieeffizienzmanagement
Anwendungsfall:
Verbesserung der
Ressourcen- und
Energieeffizienz in
Produktion, Gebäude und
Städten
Zielsetzung:
Lernende Data-Analytics
Datenerhebung und
Wissenskonstruktion
Lösung:
Echtzeitkopplung von
virtuellen und realen
Gebäudemodellen
Webbasierte
Energieverbrauchsmessung
in Echtzeit und Raum
Quelle: Industrie 4.0 Collaboration Lab
34 Jivka Ovtcharova
Zusammenfassung
„Jetzt aber schnell! Wirklich, ja, jetzt, sofort. NEIN!“
1. Die Digitalisierung ist eine Chance und muss als solche verstanden werden.
2. Die Digitale Transformation ist nicht das Übertragen alter Geschäftsmodelle
und Prozesse in digitale Kanäle und es geht nicht nur um Technologie. Im
ersten Schritt geht es um den Wandel in unseren Köpfen.
3. Erfolgreiche und frühzeitige Digitalisierung braucht Raum. Raum um
Erfahrungen zu sammeln, Raum für Innovation und auch Raum für
Rückschläge.
4. Digitale Transformation muss nicht auf einen Schlag in allen
Unternehmensbereichen umgesetzt werden. Es ist wichtig, mit den
Schlüsselbereichen der Wertschöpfung zu beginnen.
5. Die entscheidende Voraussetzung ist die Qualifizierung des Personals, denn
die Digitalisierung wird nicht mehr „outgesourced“, die wird einfach Teil
unseres Daseins sein, die ganze Zeit, im Tagesgeschäft sowie im Alltag.
35 Jivka Ovtcharova
Die Zukunft hat begonnen, machen Sie mit!
Quelle: Industrie 4.0 Collaboration Lab
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